4类围岩洞身开挖施工方案出口.docx

1、4类围岩洞身开挖施工方案出口类围岩洞身开挖施工方案 K36+270K36+400段类围岩洞身开挖，计划开工日期为2011年10月28日，竣工日期为2011年11月28日。其施工方案如下：一、 施工复测与放样1、施工恢复定线测量及施工放样是施工准备阶段的主要技术工作，根据设计图纸、监理工程师书面提供的各导线点、坐标及水准点标高进行复测，闭合后将复测资料交监理工程师审核。2、再根据监理工程师批准的定线数据进行施工放线。如现场地形有变化时，经监理工程师同意后，根据实际情况设置。3、施工前，根据设计图、施工工艺和有关规定恢复钉出具体位置桩。4、经过以上过程的准确放样后，提供放样数据及图表，报监理工程师

2、审批。经批准后进行开挖。二、开挖施工工艺 1.该施工里程范围内因石质坚硬，围岩稳定性好，故采用全断面光面爆破开挖。2.隧道进口段类围岩，采用工字钢架支撑1.2m/榀，中空锚杆采用注水泥浆固结，锚杆纵横间距为1.2m1.2m，呈现梅花形布置。3.施工中应遵循“短开挖、弱爆破、强支护、勤测量、多循环、快衬砌”的原则。（一）防止超欠挖1、严格按新奥法原理组织施工，加强施工监控量测，用量测信息指导施工，及时反馈信息并采取相应的应急措施。2、施工开挖必须采用光面爆破技术，在类围岩中需爆破时，应采用微震光面爆破技术，尽可能减少超挖及减轻对周围岩层的振动和破坏。3、施工中应经常校对围岩类别，发现和设计提供不

3、一致时，应及时调整爆破药量。4、在类围岩地段，施工中应注意防止坍塌，坚持先护后挖，随挖随支的原则、控制开挖进尺，及时施作各项支护，及早形成封闭结构、切不可使围岩长期暴露。5、通过经常培训方式提高业务人员的技术水平，特别是钻眼精度和爆破技术。（三）钻爆方案钻爆参数按施工图设计资料采用工程类比法进行设计，并与实际开挖暴露的围岩情况和爆破效果相对照，进行多次试爆，不断修改完善，以达到可见炮痕率不小于70%及断面超欠挖（除预留变形值外）符合技术规范要求的各项指标。光面爆破参数表 表1-2围 岩类 别单轴抗压极限强度Rb(MPA)装药不偶合系数0周边眼间距E(cm）周边眼最小抵抗线W(cm)相对距E/W

4、周边眼装药集中度q(kg/m)中硬（）601.960700.860.3软（）352.345600.750.15软（）302.530400.750.08预裂爆破参数表 表1-3围 岩类 别单轴抗压极限强度Rb(MPA)装药不偶合系数0周边眼间距E(cm）周边眼至内排崩落眼间距E(cm)周边眼装药集中度q(kg/m)中硬（）601.445400.35软（）351.340400.25软（）301.430300.1注表1-2、表1-3中， q系按2号岩石硝铵炸药计算，当采用其它炸药时应乘以换算系数K。K=1/2（2#岩石炸药猛度/采用炸猛度+2#岩石炸药，爆力/采用炸药爆力）。 光面爆破应达到的效果参

5、数表 表1-4围 岩类 别平均线性超挖量(cm)最大线性超挖量(cm）两炮衔接台阶最大尺寸(cm）炮痕保存率（%）局部欠挖量（cm）炮眼利用率（%）中硬（）20257090软（）20255090软（）20255095钻爆初步设计如下：（1）掏槽方式：采用三空眼六边形掏槽形式。（2）炮眼长度：针对钻孔台车（按重型凿岩机具考虑），预计（一循环）进尺为0.51m左右，掏槽眼深度为1m。（3）炮眼数量及炮眼布置详见图。（4）装药起爆：装药需分片分组，按炮眼设计确定的装药量自上而下进行，雷管要“对号入座”。所有炮眼均用炮泥堵塞，堵塞长度不小于20cm。起爆网路为复式网路，以保证起爆的可靠性和准确性。联结

6、时注意：导爆管不能打结和拉细；各炮眼雷管连接次数应相同；引爆雷管用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端10cm以上，网络联好后，要有专人负责检查。 光面爆破施工工艺流程图工艺流程 注意事项 技术标准施工布眼红铅油准确绘出开挖断面轮廓线，炮眼位置误差不得超过5cm定位开眼台车与隧道中线平行，就位后正确钻孔，注意沟槽倾斜度，周边眼外插角开眼误差在35cm清孔炮钩及小直径高压水管清炮孔，不漏渣，不留石屑。（四）装渣运输1.施工机具、机械设备配置出渣采用装载机装碴，2辆5T东风自卸汽车运渣。2.出渣调度安排洞内开挖时，出渣运输过程中在洞内安排2辆车，1辆装渣，1辆等待；洞外1台驶往弃渣场，1台在洞口等待。形

7、成快速装运出渣线。3.装渣运输循环时间钻孔台车钻爆，每循环进尺4m，开挖量按平均80m3/m计算，考虑松散系数1.3，出渣量416m3，沃尔沃自卸车容量按15 m3计，约需要30车运完，按1台装载机装4台自卸车计，约需8趟出完渣。装渣与运输比较，运输速度为时间控制点，按每循环车辆运行需15-20分钟计算，出渣共需120-150分钟，考虑工序衔接，机械维修保养和装渣数量差异等情况，装渣运输循环时间平均按180分钟计算。(五)、施工中可能出现的坍方处理措施处理原则：小坍方，先护后清，大坍方，先棚后穿。 2、处理方法1）小坍方：利用坍塌间隙对坍穴固壁及顶部进行喷锚网联合支护，封闭坍穴，围岩面局部也可

8、用主柱或排架临时支撑。然后进行清碴，边清边换正式支撑，衬砌逐段紧跟，快速成环，拱顶背后坍穴及时用浆砌片石和弃碴回填密实，坍穴较高时应先做护拱，自用浆砌片石和弃碴回填。2）大坍方：坍方范围较大，不宜清理时，采用洞内施工穿过的方法，即小导管注浆固结坍方，弧形导坑留核心法分部开挖，随挖随支护，衬砌紧跟。地表坍穴四周应挖排水沟排水，地表沉陷部分用非渗水土夯填密实，并高出原地面0.5m。坍方地段沉陷的衬砌应视具体情况，采取加筋，加厚，提高砼标号等相应的加强措施。（六）施工通风、防尘及排水1、施工通风（1）通风布置根据本隧道施工组织安排，工期紧，工作面进行通风计算，采用混合通风，主扇为MAF42.56.2

9、2型风机，其功率为2110KW，供风量为2400m3/min。局部为BJK6611NO6.3风机。主风管采用1800mm软式风管，局扇风管采用800mm钢风管。施工中对已贯通的行车横通道及行人横通道采用风门进行封闭，以确保通风质量。主扇安装在距洞口大于25m的位置处，压入风管管口距离开挖面大于40m。混合式通风中，当压入风管向前移动时，吸出风管也随之移动。（2）施工通风管理施工通风很重要的一环是抓好管理，在左右线的施工作业队建立专门的通风作业班，人员12人，定岗定责，拟订各个岗位的操作要求和考核标准。将通风系统的管理分解到各个岗位，为提高通风效果，要切实抓好管理这个主要环节，实行标准化作业。2

10、、粉尘污染及防治隧道施工中，各作业环节如凿岩、爆破、装碴运输、锚喷支护等都会产生粉尘，尤以掘进工作面产生的粉尘为最甚。为了减少粉尘对作业人员的身体危害，提高劳动生产率，在本隧道的施工中拟采取综合整治的措施进行粉尘的防治，从而为本隧道的快速施工创造条件。粉尘防治措施（1）采用湿式凿岩技术在掘进工作面采用湿式凿岩，即将一定压力的水，连续均匀地通过凿岩机，送入钻孔底，以湿润、冲洗凿岩机生成的粉尘，为提高湿式凿岩的降尘效果，施工中注意做好以下工作。保证足够供水量，产尘量和供水量的比例按照1:101:20确定。凿岩供水中避免压气或空气混入，影响降尘效果。水压适当，各种凿岩机供水水压不大于凿岩机要求的工作

11、水压。严格先开水后送风的操作制度。在供水中添加湿润剂，提高除尘效率。保持钎头锋和足够的风压（大于5个大气压），以有效的冲洗孔底，减少产尘量。（2）通风除尘及个人防护风速是影响防尘效果的主要因素，采取先进的通风设备，加大通风量，确保洞内工作面风速（1.52.0m/s）。由于悬浮于洞内空气中的细微粉尘，分散度高，扑捉困难，要求施工作业人员必须加强个人防护，本工程对参加施工的人员配防尘型口罩，确保施工作业人员的人身健康。三、初支施工工艺（一）钢拱架施工工艺（1）制作工艺1、按设计图放样，放样时应根据工艺要求预留焊接收缩余量及切割创边的加工余量。将钢拱架加工成形，要求尺寸准确，弧形圆顺。2、禁止使用有

12、锈蚀的钢材，对轻微浮锈油污等应清除干净，并对焊点进行防锈处理。3、施焊前应复查组装质量及焊缝区的处理情况，如不符合要求，应修整合格后才能施焊。4、焊接完毕后应清除熔渣及金属飞溅物。（2）钢拱架架设工艺1、为保证钢拱架置于稳固的地基上，施工中在钢拱架基脚部位预留0.150.2m原地基；架立钢拱架时挖槽就位，并在钢拱架基脚处垫设槽钢以增加基底承载力。2、钢拱架平面应垂直于隧道中线，其倾斜不大于2度。钢拱架的任何部位偏离铅垂面不应大于5cm。类围岩加强段用钢格栅拱架，架设完再喷砼，保护层4cm，钢拱架间距中中1.2m。3、钢拱架应按设计位置安设，在安设过程中当钢拱架和初喷层之间有大间隙应设骑马垫块，

13、钢拱架与围岩（或垫块）接触间距不应大于50mm。4、拱脚标高不足时，应设置钢板进行调整，必要时可用砼加固基底。拱脚高度应低于上半断面底线15-20cm，当拱脚处围岩承载力不够时，应向围岩方向加大拱脚接触面。5、为增加钢拱架的整体稳定性，将钢拱架与锚杆焊接在一起。钢拱架设纵向连接钢筋，其直径为22mm，纵向连接钢筋按环向间距0.8m设置。6、为使钢拱架准确定位，钢拱架设前均需预先设定位系筋。系筋一端与钢拱架焊接在一起，另一端锚入围岩中0.5-1m并用锚固剂锚固，当钢拱架架设处有锚杆时应尽量利用锚杆定位。7、钢拱架架立后应尽快施作喷砼，并将钢拱架全部覆盖，使钢拱架与喷砼共同受力，喷射砼应分层进行，

14、每层厚3-5cm左右，先从拱脚或墙脚向上喷射以防止上部喷射虚掩拱脚（墙脚）而不密实，强度不够，造成拱脚（墙脚）失稳。（二）喷锚支护1、喷砼材料1）水泥：采用P.O32.5普通硅酸盐水泥，使用前应做复查试验。2）砂：选用天然中粗砂，细度模数大于2.5，含水率5%7%，使用前一律用5mm筛网过筛。3）碎石：选用510mm机制碎石，级配良好，含泥量小于1%。碎石由反击破碎石机轧制，使用前用5mm和10mm筛网分别筛去石粉和超径骨料。4）减水剂：为满足砼坍落度及品质要求，选用高效减水剂，减水剂掺量一般为水泥重量0.4%1.0%。5）特种速凝剂：选用TX1型液态速凝剂。使用前做速凝效果试验，其初凝时间不

15、超过5min、终凝时间不超过10 min方可使用。该种速凝剂掺量一般为36%，具体根据喷射试验决定，墙部用量略少于拱部。6）水：水质经检验符合工程用水标准，不含对砼有腐蚀作用、影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质。2、配合比设计钢纤维砼的配合比要满足设计强度和喷射工艺的要求，初配按下列数据选择：灰骨比1：31：4，骨料含砂率45%60%，水灰比0.40.5。为增大混凝土与岩石的粘结力和减少回弹，初喷时，水泥：砂：石取1：2（1.52）。施工前至少要设计24种配比，经过试喷、试验，优选回弹量低，物理力学性能满足设计的一组作为应用配比，并根据施工中材料、气候的变化相应调整。4、喷砼施工工艺及质量控制1

16、）施工程序：喷砼施工程序见后图2）施工程序的说明（1）砼制备：砼在洞外拌和站由强制式拌和机集中生产，自动计量。坍落度控制在1215厘米之间。具体投料顺序及搅拌时间是：先将砂、石含少量水与钢纤维投入水泥和补充水搅拌90S。（2）成品砼采用6m3或8 m3砼搅拌运输车运至HCP2701型湿喷机转子活塞凸轮喂料斗，速凝剂在湿喷机专用入口添加，由计量泵将速凝剂通过胶管压入喷咀，依靠喷射管中压缩空气将速凝剂雾化与物料充分混合后喷出。湿喷机工作时要求系统风压不小于0.5 Mpa，风量不小于10 m3 /min，工作风压一般控制在0.40.5 Mpa。（3）喷射作业喷射顺序：自上而下，先墙后拱，分区、分段“

17、S”形进行，分段长度不大于6 m。最佳喷射距离与角度：喷头距岩面距离以0.6 m1.2 m为宜，喷射料束与受喷面基本垂直，与受喷面垂线成50150夹角时最佳。喷射料束运动轨迹：环形旋转水平移动并一圈半圈，环行旋转直径约为0.3 m。喷射第2行时，依顺序由第一行起点上方开始，行间搭接23厘米。一次喷射厚度：根据设计厚度和喷射部位确定，初喷厚度不小于46厘米。首层喷砼时，要着重填平补齐，将小的凹坑喷圆顺。（4）喷砼厚度控制和平整度控制：选择岩面凸出部位，用电钻钻空，埋设6钢筋头，其外露长度与设计喷砼厚度相等，喷砼后无钢筋头外露即可。表面平整度以目测平顺为宜，否则需补喷。（5）喷砼养生：混凝土终凝2

18、h后，开始喷水养护，养护时间不小于7d。（6）施工注意事项：喷射前，认真检查隧道断面尺寸，对欠挖部分及所有开裂、破碎、出水点、崩解的破损岩石进行清理和处理，清除浮石和墙角虚碴，并用高压水或风冲洗岩面，保证良好接触。当岩面普通渗水时，可先喷砂浆，并加大速凝剂掺量，在保证初喷后，按原配合比施工。当局部出水量较大时采用埋管、凿槽、树枝状排水盲沟等措施，将水引导疏出后，再喷砼。喷射手操作：启动时，先送风，后送料，待砼从喷嘴喷出后，再供给速凝剂；停止时，先关闭速凝剂计量泵，之后停止供料，待喷嘴残留的少量砼和速凝剂完全吹净后，再停风。要控制好风压，风压过大，会增加回弹，甚至把未完全凝固的砼吹落；风压小，粗

19、骨料冲不进砂浆层而脱落，影响喷砼质量，风压过小时甚至会造成堵管；现场以喷砼量小、表面有光泽、易粘着为度掌握风压。当受喷面较潮湿或有滴水时，速凝剂的掺量适当加大到水泥用量的68%。喷射砼要保证供料的连续性，避免堵塞管路。回弹料不得再利用于喷砼材料。3）湿喷砼质量检验方法、标准及处理措施（1）砼抗压强度试验：采用喷大板切割法或凿方切割法制作砼试块，标养至28d，进行试验，其强度须满足设计要求。每10延米至少在拱部和边墙制作一组试件，材料或配比变化时增加一组。不合格时，应查找原因，凿除重喷。（2）喷砼厚度检测：喷层厚度用激光面仪或凿孔方法检查，每10延米至少检查一个断面，再从拱顶起每隔2米凿孔检查一

20、个点，检查孔处的厚度应有60%以上不小于设计厚度，平均厚度不小于设计厚度，最小厚度不小于设计厚度的50%。厚度不满足须补喷，发现有裂缝、脱落或渗漏水时，须整治以后再补喷。（3）喷砼粉尘和回弹量检查：规范规定回弹率拱部不超过40%，边墙不超过30%，根据经验采用湿喷砼施工工艺回弹率可控制在520%以下，否则应从施工工艺、设备是否完好、风压、骨料粒径和级配、配合比等方面查明原因，制定对策。（4）外观检查：喷砼均匀密实，表面平顺光亮，无干斑或流滑现象。表面不平顺需补喷。（5）当监理工程师有要求时，对喷砼抗拉强度、弹性模量及其与围岩的粘结强度等项目进行试验。4）喷砼施工工艺详见表4.5锚杆施工1）锚杆

21、施工的准备a.检查锚杆材料、类型、规格、质量以及性能是否与设计相符；b.根据锚杆类型、规格及围岩情况选择钻孔机具；c.按设计要求截取杆体，并整直、除锈和除油。2）锚杆制作类围岩锚杆支护类型采用中空注浆锚杆，杆体为25II级螺纹钢筋，锚杆长度：4米,纵横间距:0.50.75米,呈梅花行分布，采用切割机切割,实际制作时需考虑工作长度,一般考虑5-10厘米。3）钻孔、清孔a.放样：钻孔前根据设计要求定出孔位，作出标记，孔位允许偏差控制15毫米。b.钻孔：采用凿岩机按定好的位置钻孔，钻孔应符合如下规定：c.钻孔应圆顺，钻孔主向宜尽量与岩层主要结构面垂直；d.锚杆孔径应大于杆体直径15毫米e.锚杆孔深度

22、允许偏差为50毫米。f.锚孔清理：钻进达到设计深度后，采用继续稳钻12分钟，防止孔底完成后，使用空压机将孔内岩粉及水体裁全部清除出孔外。j.锚孔检验：锚孔成造结束后，须经现场监理工程师检验合格后，方可进行下道工序。4）锚杆安装锚杆经检验合格后即可进行安装施工，采用人工推送入孔内，锚杆安装后不得随意敲击，其端部3天内不得悬挂重物。5）注浆材料a.砂浆配合比：水泥：砂：水宜为1：11.5(0.450.5)，砂的粒径不宜大于3毫米。b.砂浆应拌和均匀，随拌随用，一次拌和的砂浆应在初凝前用完。6）注浆a.采用挤压式注浆泵进行注浆，注浆应符合如下规定：注浆开始或中途暂停超过30 min时，应用水润滑灌浆

23、缺罐和管路；b.注浆口孔压力不得大于0.4 Mpa；c.注浆管应插至距孔底高510厘米处随水泥浆的注入缓慢匀速拔出，随即迅速将杆体插入，锚杆杆体插入孔内的长度不得短于设计长度的95%。若孔口无砂浆流出，应将杆体拔出重新注浆。（三）隧道围岩监控量测技术监控量测时新奥法施工的重要组成部分，是确保隧道施工安全的信息化手段。1、监控量测的目的和运作系统掌握围岩和支护的动态住处并及时反馈到施工作业。通过对围岩和支护的变位、应力量测，及时提供准确数据和可靠预测，修改支护系统设计；对已开挖、支护段的力学状态进行评价，在有险情时及时采取必要补救措施。确保隧道安全、经济、快速地施工。监控量测施工流程如下图：分析

24、地质勘测资料制定监控量测计划施 工监 控地表观测地质验预测与开挖验证围岩支护结构状态观测围岩支护结构受力形变量测修正支护参数综合分析判断应急措施施工是否完成结 束 否 否 是 是2、量测的项目、方法及工具监控量测的实施方法详见图表，收敛仪使用JSS3010/15A型数显式收敛仪和铁科院西南分院研制的监控量测分析软件。监 测 项 目 表序 号项 目 名 称方 法 及工 具布 置 断面 数布 置位 置量测间隔时间1-15天16天-1月1月-3月3月以后必测项目1地质和支护状况观察岩性，结构面产状及支护裂缝观察或描述，地质盘及规尺等开挖蝗及初期支护后进行每次爆破后2周边位移拱顶下沉收敛计，水平仪及水

25、平尺见图11-2次/天1次/2天1次/周2次/月3地表下沉水平仪及水平尺见图2开挖面距量测2B时，1-2次/天，开挖面距量测5B时，1次/天。开挖面距量测5B时，1次/周选测项目4围岩压力及两层支护间压力各种类型压力盒S2-1、S2S3-1、S3S4-1、S4S5衬砌各一组每个断面15个测点1次/天1次/2天2次/周2次/月5钢拱架支撑内力支柱压力计或其它测力计每10榀设一个支撑底部1次/天1次/2天2次/周2次月6锚杆拔力锚杆测力计及拉拔器每10米一个断面，每个断面3根7喷射砼应力及二衬砼应力裂缝应变计，应力计及测缝计S2-1、S2S3-1、S3S4-1、S4S5衬砌各一组每个断面11个测点

26、1次/天1次/2天2次/周2次/月3、测试要点1）洞内外地质和支护状况观察洞内主要观察工作面状态、围岩变形、风化变质情况、节理裂隙、断面分布和形态、地下水情况以及初期支护效果。观察后及时绘制地质素描图，填写工作面状态记录表和围岩类别判定卡。对已施工区段喷砼、锚杆、钢架的状况每天至少观察一次；洞外观察包括对洞口地表情况、地表沉陷、边坡及仰坡的稳定以及地表水渗透等的观察。2）地表下沉隧道洞顶地表沉降应在隧道尚未开挖前就开始进行，借以获得开挖过程中全位移曲线。地表沉降监测可采用普通水平仪，配合水平尺进行，测点和拱顶下沉量应布置在同一断面上。地表下沉量测断面布置祥见有关设计详图。3）周边位移、拱顶下沉

27、量测周边位移选用JSS30-10/15A型数显式收敛仪及专用测点量测，拱顶下沉量测采用精密水准仪配合水准尺、钢尺进行，两者在同一量测断面内进行，测线具体布置见设计图纸。量测断面布置间距及量测频率一般情况按设计要求办理，洞口段、断层破碎带或围岩发生变化处，加密布置。测点在避免爆破破坏的前提下，尽可能靠近工作面布置，一般为0.52米，并在下次爆破循环前获得初始数据。4、量测数据的处理和应用1）施工时，将各项量测情况填入记录中，及时绘制位移-时间曲线和相关图表，并注明当前施工工序及开挖面离量测断面的距离。2）稳定性判别（1）当位移-时间曲线趋于平缓时，进行数据处理和回归分析，推算最终位移和变化规律；

28、当位移时间曲线出现反常的急骤变化时，表明此时的围岩、支护系统已处于不稳定状态，必须立即停止开挖、对危险地段加强支护确保已开挖段的安全。（2）以各类围岩允许相对位移值和锚喷构筑法变形管理等级，作为依据进行稳定性判别。当实测值大于表列允许值，超过允许管理等级范围时，及时采取补救措施，并调整原支护设计参数或开挖方法。隧道周边允许相对位移值（%）围岩类别覆盖层厚度（m）5050100V0.050.100.10IV0.100.300.200.05III0.150.500.401.20II0.200.800.601.60注：相对位移值系指实测位移与两测点间距离之比，或拱顶位移实测与两测点间距离之比，或拱顶

29、位移实测与隧道宽度之比。脆性围岩取表中较小值，朔性围岩取表中较大值。变形管理等级管理变形值施工状态UoUn/3可正常施工(Un/3)Uo(2Un/3)可加强支护Uo（2Un/3）应采取特殊措施注Uo为实测变形值；Un为允许变形值。5、量测的管理1)项目部成立隧道监控量测领导小组，建立以项目总工任组长，工程技术部部长为副组长、量测监控中心专职负责、施工队技术组参加的管理体系；并于工程技术部中专门设立了量测监控中心，以加强隧道监控量测工作管理力度。量测监控中心负责日常量测、数据处理、仪器保养维修工作及数据的信息反馈，量测监控中心负责人专职检查落实，队技术组设专职量测小组，每小组人员4人，负责测点埋设、配合项目部进行日常量测工作。2)量测小组负责测点埋设、日常量测、数据处理和仪器保养维修工作，做到“三勤、一及时”，即量测勤、数据勤、分析勤，并及时将量测信息反馈于施工和设计，指导施工。3)施工前根据围岩条件、支护类型参数、施工方法及所确定的量测目的专门制定详细的监控量测计划，与实施性施工组织设计同时提交给监理工程师。计划中包含量测内容、方法、使用仪器、测点布置、量测频率、数据处理、量测人员及其负责人，并经监理工程师批准后执行。4）施工时要及时埋设测点，下沉测点及收敛测点尽量布置在同一断面上。各预埋点